【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池散热管理领域，尤其涉及一种低耗能防结露的储能电池热管理系统及控制方法。
技术介绍
1、在储能装置的箱体内，通常容纳了数组甚至数百组电池包，这种密集的电池包布置伴随着充放电倍率的不断提升，导致热流密度显著增加，进而加大了热量的散热难度。为了应对这一挑战，液冷系统因其卓越的换热效能和出色的换热量处理能力，常常被引入到这种密集布置的储能装置中，用于有效地管理产生的热量。
2、由于电池包本身释放的热量相当可观，液冷系统所供应的冷却液往往具有较低的温度。然而，在电池箱内环境温度较高、空气含湿量较大的情况下，可能会引发一个严重的问题，即液冷板面凝露的产生。这种现象可能会对储能装置的安全性构成严重威胁。凝露不仅可能损害电池包的外部包装和电气元件，更甚者可能渗入储能电池内部，引发电路短路或其他严重问题，从而导致潜在的安全风险。
3、为了解决这一问题，有必要采取综合的措施来有效管理液冷系统的运行。现有技术中提出过一些针对性的解决方案，如中国专利cn202310671271.9公开的一种防止电池舱凝露的方法、冷却系统及储能系统，其通过测量电池舱内的温度和湿度获取对应的凝露温度；当所述凝露温度大于预设的第一温度时，控制液冷组件以预设的第二温度为供液温度启动工作，并控制风冷组件启动工作，其中，所述第二温度小于所述第一温度。通过液冷和风冷相结合的方式，能够及时降低电池舱内的湿度，降低凝露的产生概率，保障系统的安全性。然而，需要注意的是，虽然在理论上，通过在舱内增加一个空气温湿度控制管路的方案可以降低舱内空气温度和
4、因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，解决现有技术中存在的电池液冷板表面结露且现有防结露系方案能耗过大的问题。
2、本专利技术的第二目的是提供一种低耗能防结露的储能电池热管理系统的控制方法。
3、技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，包括变工况电池液冷模块和防结露处理模块，所述变工况电池液冷模块包括储能电池箱、位于储能电池箱内的若干个储能电池、与储能电池相连的冷水机组及泵组、与每一储能电池相连的电池液冷板、用于测量电池液冷板循环冷水温度的循环冷水温度传感器以及用于调控电池液冷板温度的变工况水温控制模组，所述防结露处理模块包括位于每一储能电池上且用于避免电池液冷板表面结露的变功率散热风扇、用于监测空气温度的电池箱空气温度传感器、用于监测空气湿度的电池箱空气湿度传感器、用于计算电池箱内湿空气露点温度的电池箱环境监控计算模组以及用于调控变功率散热风扇功率的强化蒸发控制模组。
4、其中，冷水机组及泵组通过冷水循环管与储能电池相连。
5、优选的，循环冷水温度传感器布置于冷水循环管上。
6、再者，变功率散热风扇的气流出口与导风弯管密封连接，导风弯管出口朝向电池液冷板底端。
7、进一步，电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器布置在储能电池箱内，电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器与空气直接接触，测量储能电池箱内空气温度和空气相对湿度。
8、优选的，还包括控制柜，变工况水温控制模组、电池箱环境监控计算模组和强化蒸发控制模组均设置于控制柜内。
9、再者，变工况水温控制模组内置有不同电池充放倍率对应的液冷性能数据库，并实时接收循环冷水温度传感器反馈的测量数据，根据循环冷水温度传感器反馈的测量数据调节冷水机组及泵组的运行功率以调节电池液冷板温度。
10、进一步，电池箱环境监控计算模组实时接收电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器反馈的测量数据，根据电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器反馈的测量数据计算电池箱内湿空气露点温度。
11、优选的，强化蒸发控制模组实时接收变工况水温控制模组控制的电池液冷板目标温度和电池箱环境监控计算模组计算得出的电池箱内湿空气露点温度，判断结露可能性及速率，调节变功率散热风扇的功率以改变电池液冷板上冷凝水蒸发强度。
12、本专利技术公开了一种低耗能防结露的储能电池热管理系统的控制方法，当储能电池充放电启停或充放电倍率改变时，包括如下步骤：
13、(1)变工况水温控制模组查询当前电池充放倍率对应的液冷性能数据库，获得所设置充放倍率下所需要的电池液冷板最高循环冷水温度twater；
14、(2)变工况水温控制模组通过循环冷水温度传感器采集当前循环冷水温度t；
15、(3)电池箱环境监控计算模组通过电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器采集当前电池箱内空气温度tair和空气相对湿度rh，并计算当前电池箱内露点温度td；
16、(4)变工况水温控制模组将所需循环冷水温度twater与当前循环冷水温度t进行对比，若twater<t-0.1℃，则增大冷水机组及泵组的运行功率，电池液冷板温度中循环冷水温度t下降；若twater>t+0.1℃，则减小冷水机组及泵组的运行功率，电池液冷板温度中循环冷水温度t上升；若t-0.1℃≤twater≤t+0.1℃，冷水机组及泵组则保持当前运行功率不变，电池液冷板温度中循环冷水温度t保持不变；
17、(5)强化蒸发控制模组将当前循环冷水温度t与当前电池箱内露点温度td进行对比，若t≥td，则保持该工况下变功率散热风扇的正常运行功率；若td-10℃≤t<td，则使变功率散热风扇改变运行功率，调整导风弯管出口风速，使导风弯管的出口空气流速达到第一设定速度；若t<td-10℃，则使变功率散热风扇改变运行功率，调整导风弯管出口风速，使导风弯管的出口空气流速达到第二设定速度；
18、在电池保持当前充放电倍率期间重复步骤(2)至步骤(5)。
19、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：
20、(1)本专利技术根据不同充放电倍率调节不同的最高液冷循环水温度并引导利用电池自身散热风扇对电池液冷板表面进行吹拂以强化表面水分蒸发，从而在实现有针对性的冷凝抑制工作的同时极大降低全系统的运行能耗；
21、(2)本专利技术可根据不同电池充放倍率对应的液冷性能数据库自动调节电池液冷板内的循环冷水水温，并匹配必要功率的防结露工作，在保障避免电池热失控的前提下消弱电池液冷板面凝露的产生，节约资源；
22、(3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于，包括变工况电池液冷模块和防结露处理模块，所述变工况电池液冷模块包括储能电池箱(14)、位于储能电池箱内的若干个储能电池(1)、与储能电池相连的冷水机组及泵组(2)、与每一储能电池相连的电池液冷板(4)、用于测量电池液冷板循环冷水温度的循环冷水温度传感器(5)以及用于调控电池液冷板温度的变工况水温控制模组(6)，所述防结露处理模块包括位于每一储能电池上且用于避免电池液冷板表面结露的变功率散热风扇(7)、用于监测空气温度的电池箱空气温度传感器(9)、用于监测空气湿度的电池箱空气湿度传感器(10)、用于计算电池箱内湿空气露点温度的电池箱环境监控计算模组(11)以及用于调控变功率散热风扇功率的强化蒸发控制模组(12)。
2.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述冷水机组及泵组(2)通过冷水循环管(3)与储能电池(1)相连。
3.根据权利要求2所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述循环冷水温度传感器(5)布置于冷水循环管(3)上。
4.根据权利
5.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述电池箱空气温度传感器(9)和电池箱空气湿度传感器(10)布置在储能电池箱内，电池箱空气温度传感器(9)和电池箱空气湿度传感器(10)与空气直接接触，测量储能电池箱内空气温度和空气相对湿度。
6.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：还包括控制柜(13)，变工况水温控制模组(6)、电池箱环境监控计算模组(11)和强化蒸发控制模组(12)均设置于控制柜(13)内。
7.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述变工况水温控制模组(6)内置有不同电池充放倍率对应的液冷性能数据库，并实时接收循环冷水温度传感器反馈的测量数据，根据循环冷水温度传感器反馈的测量数据调节冷水机组及泵组的运行功率以调节电池液冷板温度。
8.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述电池箱环境监控计算模组(11)实时接收电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器反馈的测量数据，根据电池箱空气温度传感器和电池箱空气湿度传感器反馈的测量数据计算电池箱内湿空气露点温度。
9.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述强化蒸发控制模组(12)实时接收变工况水温控制模组控制的电池液冷板目标温度和电池箱环境监控计算模组计算得出的电池箱内湿空气露点温度，判断结露可能性及速率，调节变功率散热风扇的功率以改变电池液冷板上冷凝水蒸发强度。
10.一种根据权利要求1至9任一所述的低耗能防结露的储能电池热管理系统的控制方法，其特征在于，当储能电池充放电启停或充放电倍率改变时，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于，包括变工况电池液冷模块和防结露处理模块，所述变工况电池液冷模块包括储能电池箱(14)、位于储能电池箱内的若干个储能电池(1)、与储能电池相连的冷水机组及泵组(2)、与每一储能电池相连的电池液冷板(4)、用于测量电池液冷板循环冷水温度的循环冷水温度传感器(5)以及用于调控电池液冷板温度的变工况水温控制模组(6)，所述防结露处理模块包括位于每一储能电池上且用于避免电池液冷板表面结露的变功率散热风扇(7)、用于监测空气温度的电池箱空气温度传感器(9)、用于监测空气湿度的电池箱空气湿度传感器(10)、用于计算电池箱内湿空气露点温度的电池箱环境监控计算模组(11)以及用于调控变功率散热风扇功率的强化蒸发控制模组(12)。
2.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述冷水机组及泵组(2)通过冷水循环管(3)与储能电池(1)相连。
3.根据权利要求2所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述循环冷水温度传感器(5)布置于冷水循环管(3)上。
4.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述变功率散热风扇(7)的气流出口与导风弯管(8)密封连接，导风弯管出口朝向电池液冷板(4)底端。
5.根据权利要求1所述的一种低耗能防结露的储能电池热管理系统，其特征在于：所述电池箱空气温度传感器(9)和电池箱空气湿度传感器(10)布置在储能电池箱内，电池箱空气温度传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：施红，袁能霖，宋彩悦，曾卓，刘稼桢，刘振容，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
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